JP6249768B2 - 伝送装置、伝送システム、及び、伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリアル通信によりデータを伝送する伝送装置、伝送システム、及び、伝送方法に関する。

シリアル通信によりデータを伝送する場合、耐ノイズ性能の向上などのため、データの伝送に関わる部分とデータの伝送に関わらない部分との間を電気的に絶縁することがある。このような電気的な絶縁を実現するために、発光ダイオードとフォトトランジスタとを備えるフォトカプラがしばしば用いられる。例えば、特許文献１には、フォトカプラを用いたシリアル通信によりデータを伝送する空気調和機の運転制御装置が開示されている。

フォトカプラを用いたシリアル通信では、伝送装置は、伝送線の状態を、電流が流れる状態と電流が流れない状態との間で切り換えることにより、データを伝送する。一方、被伝送装置は、伝送線の状態が、電流が流れる状態と電流が流れない状態とうちのいずれの状態であるのかを判別することにより、伝送装置から伝送されたデータを受信する。

特開２００３−２８７２６５号公報

しかしながら、経年劣化によりフォトカプラの電流伝達率が低下したり、伝送装置に対して並列に接続される被伝送装置の個数が増加したりすると、被伝送装置が監視する電流の電流値が小さくなり、被伝送装置において正しくデータを受信することが難しくなる。一方、伝送装置が、フォトカプラの経年劣化や被伝送装置の個数の増加を見越して、予め大きな電流値の電流を伝送線に流すと、フォトカプラの経年劣化がさらに進行してしまう。また、特許文献１には、このような問題の解決策は開示されていない。このため、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることが可能な技術が望まれている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図るのに好適な伝送装置、伝送システム、及び、伝送方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る伝送装置は、
アノードからカソードに流れる一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発する光の強さに応じた電流値の二次側電流がエミッタとコレクタとの間に流れ、前記二次側電流が伝送データをシリアル通信で伝送するための伝送電流になるように前記伝送電流が流れる伝送経路上に組み込まれたフォトトランジスタと、を備える送信用フォトカプラと、
前記二次側電流を流す場合、前記伝送経路上における、被伝送装置が監視する部分に流れる電流の電流値が予め定められた電流値範囲内に収まるように、前記一次側電流の電流値を決定する電流値決定手段と、
前記伝送データに応じて、前記電流値決定手段により決定された電流値の一次側電流を、前記送信用フォトカプラが備える発光ダイオードに供給する電流供給手段と、を備え、
前記電流値決定手段は、前記伝送電流が分岐して流れるように前記伝送経路上に互いに並列に組み込まれた前記被伝送装置の個数に、前記被伝送装置が１個であるときに前記発光ダイオードに流す電流の電流値を乗じた電流値を、前記一次側電流の電流値として決定する。

本発明では、送信用フォトカプラに二次側電流を流す場合、伝送経路上における、被伝送装置が監視する部分に流れる電流の電流値が予め定められた電流値範囲内に収まるように、送信用フォトカプラに流す一次側電流の電流値が決定される。従って、本発明によれば、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることができる。

本発明の実施形態１に係る伝送システムの構成図である。 可変電流回路の構成図である。 制御部の構成図である。 実施形態１で使用する倍率定義テーブルを示す図である。 本発明の実施形態２に係る伝送システムの構成図である。 実施形態２で使用する倍率定義テーブルを示す図である。 本発明の実施形態３に係る伝送システムの構成図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る伝送システム１０００について説明する。図１に示すように、伝送システム１０００は、伝送装置１００と、伝送装置２００と、伝送装置２０１と、伝送装置２０２と、を備える。伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とは、電源線３０１と伝送線３０２と接地線３０３とのそれぞれにより、伝送装置１００に対して並列に接続される。

より詳細には、伝送装置１００に接続された電源線３０１は、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに分岐して接続される。また、伝送装置１００に接続された伝送線３０２も、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに分岐して接続される。そして、伝送装置１００に接続された接地線３０３も、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに分岐して接続される。また、電源線３０１は、交流電源４００の電源端子に接続され、接地線３０３は、交流電源４００の接地端子に接続される。

伝送システム１０００内では、伝送線３０２と接地線３０３とを用いたシリアル通信により、伝送データが伝送される。この伝送データは、例えば、要求コマンドと応答コマンドとを用いたポーリング方式の通信により伝送される。要求コマンドは、ホスト装置がクライアント装置に伝送する伝送データである。一方、応答コマンドは、クライアント装置がホスト装置に伝送する伝送データである。以下、伝送データのことを、適宜、要求コマンド、又は、応答コマンドという。ここで、伝送装置１００がホスト装置であり、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とがクライアント装置である。伝送システム１０００は、例えば、ホスト装置である室外機と、クライアント装置である室内機とを備える空調システムである。

以下、伝送システム１０００内において、どのように伝送データが伝送されるのかについて、説明する。まず、ホスト装置は、任意のクライアント装置に要求コマンドを送信する。一方、要求コマンドを受信したクライアント装置は、ホスト装置に応答コマンドを送信する。つまり、基本的に、クライアント装置間では、伝送データが伝送されない。また、クライアント装置は、自発的に、ホスト装置に伝送データを送信しない。

このような通信を実現するために、シリアル通信のための電源である通信用電源は、ホスト装置に設けられる。そして、ホスト装置に設けられた通信用電源から供給される、シリアル通信のための電流（以下、適宜「伝送電流」という。）は、ホスト装置→伝送線３０２→クライアント装置→接地線３０３→ホスト装置という経路をたどって流れる。このように伝送電流は、ホスト装置から出発して、ホスト装置に戻るため、ループ電流ともいう。

ここで、ホスト装置とクライアント装置とのいずれも、伝送電流が流れる経路（以下、適宜「伝送経路」という。）上に、送信回路と受信回路とを備える。送信回路は、伝送電流を流したり遮断したりすることにより、伝送データを送信する回路である。なお、送信回路が伝送電流を流す状態であることを、送信回路がオン状態であるといい、送信回路が伝送電流を遮断する状態であることを、送信回路がオフ状態であるという。例えば、送信回路は、オン状態（２進数における「１」を表す状態）とオフ状態（２進数における「０」を表す状態）とを切り替えることにより、２進数により表される伝送データを送信する。

一方、受信回路は、伝送経路の状態が、伝送電流が流れている状態（２進数における「１」を表す状態）と、伝送電流が流れていない状態（２進数における「０」を表す状態）と、のうちのいずれの状態であるのかを判別することにより、２進数により表される伝送データを受信する回路である。以下、送信回路と受信回路とのそれぞれの動作について説明する。なお、送信回路や受信回路には、フォトカプラを採用することが好適である。

まず、ホスト装置が要求コマンドを送信する前は、ホスト装置が備える送信回路はオフ状態（又はオン状態）であり、全てのクライアント装置が備える送信回路はオン状態である。ここで、ホスト装置がクライアント装置に要求コマンドを送信する場合、ホスト装置が備える送信回路は、要求コマンドの内容に従って、オン状態とオフ状態とを切り替える。一方、全てのクライアント装置が備える受信回路は、伝送経路に伝送電流が流れているか否かを判別して、要求コマンドを受信する。そして、全てのクライアント装置は、受信した要求コマンドが自分宛の要求コマンドであるか否かを判別する。なお、要求コマンドには、要求コマンドの送信対象であるクライアント装置を特定可能な情報が含まれる。

ホスト装置が備える送信回路は、要求コマンドを送信した後、オン状態となる。また、要求コマンドの送信対象でないクライアント装置が備える送信回路は、要求コマンドを受信した後、オフ状態となる。一方、要求コマンドの送信対象であるクライアント装置が備える送信回路は、応答コマンドの内容に従って、オン状態とオフ状態とを切り替える。ここで、サーバ装置が備える受信回路は、伝送経路に伝送電流が流れているか否かを判別して、応答コマンドを受信する。

以上説明したように、ホスト装置が送信する要求コマンドは、全てのクライアント装置により受信される。従って、ホスト装置が要求コマンドを送信する場合、ホスト装置から伝送線３０２に供給された伝送電流は、全てのクライアント装置に分岐して流れ、全てのクライアント装置から接地線３０３に合流した伝送電流が、ホスト装置に戻ることになる。

一方、クライアント装置が送信する応答コマンドは、サーバ装置のみにより受信される。従って、クライアント装置が応答コマンドを送信する場合、ホスト装置から伝送線３０２に供給された伝送電流は、要求コマンドの送信対象であるクライアント装置のみに流れ、要求コマンドの送信対象であるクライアント装置から接地線３０３に供給された伝送電流が、ホスト装置に戻ることになる。

従って、全ての送信回路の負荷が同程度であり、全ての受信回路の負荷や電流検出能力が同程度であると仮定すると、ホスト装置が要求コマンドを送信する場合、クライアント装置が応答コマンドを送信する場合に比べ、クライアント装置の個数倍、伝送電流の電流値が大きいことが好適である。ここで、伝送電流の電流値を大きくするために、送信回路であるフォトカプラが備える発光ダイオードに流す電流の電流値を大きくする手法を採用することができる。この場合、ホスト装置は、クライアント装置よりも、クライアント装置の個数倍、大きな電流値の電流を、送信回路であるフォトカプラが備える発光ダイオードに流して、伝送電流を供給することが好適である。以下、伝送システム１０００が備える各構成について、具体的に説明する。

伝送装置１００は、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのうちの少なくとも１つに、要求コマンドを送信する。また、伝送装置１００は、要求コマンドに対する応答コマンドを、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのうちのいずれかから受信する。このように、伝送装置１００は、ホスト装置として機能する。伝送装置１００は、例えば、エアコンの室外機である。

伝送装置１００は、通信用電源１１０と、接地端子１１５と、フォトカプラ１２０と、抵抗１２３と、接地端子１２４と、フォトカプラ１３０と、抵抗１３３と、接地端子１３４と、電源端子１３５と、ダイオード１４０と、可変電流回路１５０と、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換器１５１と、制御部１６０と、交流負荷１７０とを備える。

通信用電源１１０は、シリアル通信に用いる伝送電流を供給する直流電源である。通信用電源１１０は、交流電源４００から供給された交流電力を変換して、直流電力を取得する。通信用電源１１０は、接地端子１１５の電位に対して、Ｖｃ（Ｖ）だけ高い電位となる出力端子を備える。つまり、通信用電源１１０は、Ｖｃ（Ｖ）の直流電圧を出力する。通信用電源１１０は、ダイオード１１１と、抵抗１１２と、電解コンデンサ１１３と、定電圧ダイオード１１４と、を備える。

ダイオード１１１は、アノードからカソードに向かう方向にのみ電流を流す整流素子である。ダイオード１１１のアノードは、交流負荷１７０の一端と、電源線３０１の一端と、交流電源４００の電源端子と、に接続される。ダイオード１１１のカソードは、抵抗１１２の一端に接続される。

抵抗１１２は、直流電圧を生成するための抵抗である。抵抗１１２の他端は、電解コンデンサ１１３の＋端子と、定電圧ダイオード１１４のカソードと、フォトトランジスタ１２２のコレクタと、に接続される。

電解コンデンサ１１３は、供給されたエネルギーを一時的に蓄える、極性を有するコンデンサである。電解コンデンサ１１３の−端子は、定電圧ダイオード１１４のアノードと、接地端子１１５と、交流負荷１７０の他端と、接地線３０３の一端と、交流電源４００の接地端子と、に接続される。

定電圧ダイオード１１４は、アノードとカソードの間に印加された逆方向電圧が降伏電圧未満では逆方向電流がほとんど流れず、逆方向電圧が降伏電圧以上になると急激に逆方向電流が流れるようになるダイオードである。定電圧ダイオード１１４の両端の電圧（降伏電圧）は、Ｖｃ（Ｖ）であるものとする。

接地端子１１５は、接地される端子であり、接地線３０３に、接地電位を印加するための端子である。

フォトカプラ１２０は、２つの回路を、相互に電気的に絶縁するための素子である。フォトカプラ１２０は、発光ダイオード１２１とフォトトランジスタ１２２とを備える。フォトカプラ１２０は、発光ダイオード１２１のアノードからカソードに向かう電流（以下、適宜「一次側電流」という。）が流れると、フォトトランジスタ１２２のコレクタからエミッタに向かう電流（以下、適宜「二次側電流」という。）が流れる。なお、電流伝達率は、一次側電流の電流値に対する二次側電流の電流値の比率である。

発光ダイオード１２１は、アノードとカソードとの間に印加された電圧（以下、適宜「一次側電圧」という。）が所定の電圧の閾値（以下、適宜「電圧閾値」という。）以上になると、一次側電流を流すとともに、一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する。発光ダイオード１２１のアノードは、抵抗１２３の一端に接続される。発光ダイオード１２１のカソードは、接地端子１２４に接続される。

フォトトランジスタ１２２は、コレクタとエミッタとの間に印加された電圧（以下、適宜「二次側電圧」という。）と発光ダイオード１２１が発する光の強さとに応じた二次側電流を、コレクタからエミッタに向けて流す。フォトトランジスタ１２２のエミッタは、発光ダイオード１３１のアノードに接続される。

抵抗１２３は、発光ダイオード１２１に流れる電流を制限する抵抗である。抵抗１２３の他端は、可変電流回路１５０の出力端子に接続される。

接地端子１２４は、接地される端子であり、発光ダイオード１２１のカソードに、接地電位を印加するための端子である。

ここで、例えば、伝送装置２００、伝送装置２０１、伝送装置２０２のうちの少なくとも１つにより伝送経路が開放されている場合（遮断されていない場合）、可変電流回路１５０の出力端子から電流が出力されるとき、発光ダイオード１２１に一次側電流が流れ、フォトトランジスタ１２２に二次側電流が流れる。一方、例えば、伝送装置２００、伝送装置２０１、伝送装置２０２のうちの少なくとも１つにより伝送経路が開放されている場合でも、可変電流回路１５０の電流出力端子から電流が出力されないとき、発光ダイオード１２１に一次側電流が流れず、フォトトランジスタ１２２に二次側電流が流れない。

フォトカプラ１３０は、基本的に、フォトカプラ１２０と同様の構成である。フォトカプラ１３０は、発光ダイオード１３１とフォトトランジスタ１３２とを備える。フォトカプラ１３０は、発光ダイオード１３１のアノードからカソードに向かう一次側電流が流れると、フォトトランジスタ１３２のコレクタからエミッタに向かう二次側電流が流れる。発光ダイオード１３１のカソードは、ダイオード１４０のアノードに接続される。フォトトランジスタ１３２のエミッタは、抵抗１３３の一端と、制御部１６０が備える入出力ポート１６７の入力端子とに接続される。フォトトランジスタ１３２のコレクタは、電源端子１３５に接続される。

抵抗１３３は、フォトトランジスタ１３２のエミッタを、接地電位にプルダウンするための抵抗である。抵抗１３３の他端は、接地端子１３４に接続される。

接地端子１３４は、接地される端子であり、抵抗１３３の他端に、接地電位を印加するための端子である。

電源端子１３５は、電源に接続される端子であり、フォトトランジスタ１３２のコレクタに、電源電位を印加するための端子である。

なお、発光ダイオード１３１に一次側電流（図１においてＩｏｎにより示される伝送電流）が流れる場合、フォトトランジスタ１３２に二次側電流が流れ、入出力ポート１６７の入力端子に印加される電位は、Ｈレベルとなる。一方、発光ダイオード１３１に一次側電流（伝送電流）が流れない場合、フォトトランジスタ１３２に二次側電流が流れず、入出力ポート１６７の入力端子に印加される電位は、Ｌレベルとなる。

ダイオード１４０は、アノードからカソードに向かう方向にのみ電流を流す整流素子である。ダイオード１４０のカソードは、伝送線３０２の一端に接続される。

可変電流回路１５０は、入力電圧の電圧値（Ｖｉｎ）に比例する電流値（Ｉｏｕｔ）の出力電流を生成し、出力する回路である。以下、図２を参照して、可変電流回路１５０の構成について説明する。

可変電流回路１５０は、入力端子５０１と、出力端子５０２と、接地端子５０３と、電源線５０４と、抵抗５１１と、抵抗５１２と、抵抗５１３と、トランジスタ５２１と、トランジスタ５２２と、オペアンプ５３１と、オペアンプ５３２と、を備える。

入力端子５０１は、可変電流回路１５０の外部から、電圧値がＶｉｎである入力電圧が印加される端子である。入力端子５０１は、Ｄ／Ａ変換器１５１の出力端子に接続される。出力端子５０２は、入力電圧の電圧値（Ｖｉｎ）に比例した電流値（Ｉｏｕｔ）の出力電流を、可変電流回路１５０の外部に供給する端子である。

接地端子５０３は、接地される端子であり、抵抗５１３の一端に、接地電位を印加するための端子である。電源線５０３は、電源電位（Ｖｄｄ）を印加するための端子であり、抵抗５１１の一端と、抵抗５１２の一端と、に電源電位を印加する。

抵抗５１１は、トランジスタ５２１のエミッタを電源電位にプルアップするための抵抗である。抵抗５１１の抵抗値をＲ１とする。抵抗５１１の他端は、トランジスタ５２１のエミッタと、オペアンプ５３１の−端子と、に接続される。

抵抗５１２は、トランジスタ５２２のコレクタを電源電位にプルアップするための抵抗である。抵抗５１２の抵抗値をＲ２とする。抵抗５１２の他端は、トランジスタ５２２のコレクタと、オペアンプ５３１の＋端子と、に接続される。

抵抗５１３は、トランジスタ５２２のエミッタを接地電位にプルダウンするための抵抗である。抵抗５１３の抵抗値をＲ３とする。抵抗５１３の他端は、トランジスタ５２２のエミッタと、オペアンプ５３２の−端子と、に接続される。

トランジスタ５２１は、オペアンプ５３１の出力端子から供給された電流を増幅して、エミッタから出力する。トランジスタ５２１のベースは、オペアンプ５３１の出力端子に接続される。トランジスタ５２１のコレクタは、出力端子５０２に接続される。

トランジスタ５２２は、オペアンプ５３２の出力端子から供給された電流値がＩｂの電流を増幅して、エミッタから出力する。トランジスタ５２２のベースは、オペアンプ５３２の出力端子に接続される。

オペアンプ５３１は、＋端子（非反転入力端子）に印加される電圧（リファレンス電圧）と、−端子（反転入力端子）に印加される電圧との電位差に利得を乗じた電圧を、出力端子から出力する増幅器である。オペアンプ５３１は、差動利得が無限大、入力インピーダンスは無限大、出力インピーダンスはゼロであると近似する。

オペアンプ５３２は、＋端子に印加される電圧と、−端子に印加される電圧との電位差に利得を乗じた電圧を、出力端子から出力する増幅器である。オペアンプ５３２は、差動利得が無限大、入力インピーダンスは無限大、出力インピーダンスはゼロであると近似する。以下、可変電流回路１５０の動作について説明する。

まず、オペアンプ５３２は、トランジスタ５２２のエミッタの電位が＋端子に印加された入力電位（Ｖｉｎ）と同じ電位になるように、トランジスタ５２２を制御する。従って、トランジスタ５２２のエミッタの電位は、Ｖｉｎとなる。このため、トランジスタ５２２のベース電流の電流値をＩｂ、トランジスタ５２２のコレクタ電流の電流値をＩｃ、トランジスタ５２２のエミッタ電流の電流値をＩｅとすると、Ｉｃ＝Ｖｉｎ／Ｒ３−Ｉｂである。ここで、トランジスタ５２２の電流増幅率が十分に大きい場合、ＩｃはＩｂよりも十分に大きくなるため、Ｉｃ≒Ｖｉｎ／Ｒ３となる。つまり、コレクタ電流の電流値であるＩｃは、入力電位であるＶｉｎにほぼ比例する。

また、Ｒ２に流れる電流の電流値をＩｃ２とすると、Ｉｃ２はほぼＩｃと等しくなる。この場合、抵抗５１２の両端の電位差をＶｐとすると、Ｖｐ＝Ｉ２ｃ×Ｒ２≒Ｉｃ×Ｒ２となる。ここで、抵抗５１１に流れる電流の電流値は、Ｖｐ／Ｒ１とほぼ等しくなる。また、トランジスタ５２１のエミッタから出力される出力電流の電流値であるＩｏｕｔは、抵抗５１１に流れる電流の電流値とほぼ等しくなる。結局、Ｉｏｕｔ≒Ｖｐ／Ｒ１となる。

ここで、Ｉｃ≒Ｖｉｎ／Ｒ３であり、Ｖｐ≒Ｉｃ×Ｒ２であり、Ｉｏｕｔ≒Ｖｐ／Ｒ１であるため、Ｉｏｕｔ≒Ｉｃ×Ｒ２／Ｒ１≒Ｖｉｎ／Ｒ３×Ｒ２／Ｒ１となり、ＩｏｕｔはＶｉｎに比例する。つまり、可変電流回路１５０は、入力電圧の電圧値であるＶｉｎに比例した、電流値がＩｏｕｔの出力電流を出力する。

Ｄ／Ａ変換器１５１は、入力端子（Ｄｉｎにより示される端子）に入力されたデジタルデータをアナログデータ（電圧）に変換し、出力端子（Ａｏｕｔにより示される端子）から出力する。例えば、デジタルデータが８ビットの場合、Ｄ／Ａ変換器１５１は、８個の入力端子を備える。そして、Ｄ／Ａ変換器１５１は、８個の入力端子のそれぞれに供給されたレベル（Ｈレベル又はＬレベル）に応じた電圧（分解能が８ビットの電圧）を、出力端子から出力する。Ｄ／Ａ変換器１５１の入力端子は、制御部１６０が備える入出力ポート１６７の出力端子に接続される。

制御部１６０は、可変電流回路１５０が出力する出力電流の電流値であるＩｏｕｔを制御して、要求コマンド（伝送データ）を送信する。また、制御部１６０は、フォトトランジスタ１３２のエミッタのレベル（電位）に基づいて、応答コマンド（伝送データ）を受信（解釈）する。

以下、図３を参照して、制御部１６０の構成について説明する。図３に示すように、制御部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６３、フラッシュメモリ１６４、ＲＴＣ（Real Time Clock）１６５、タッチスクリーン１６６、入出力ポート１６７、電流計インターフェース１６８を備える。制御部１６０が備える各構成要素は、バスを介して相互に接続される。

ＣＰＵ１６１は、制御部１６０の全体の動作を制御する。なお、ＣＰＵ１６１は、ＲＯＭ１６２に格納されているプログラムに従って動作し、ＲＡＭ１６３をワークエリアとして使用する。

ＲＯＭ１６２には、制御部１６０の全体の動作を制御するためのプログラムやデータが記憶される。

ＲＡＭ１６３は、ＣＰＵ１６１のワークエリアとして機能する。つまり、ＣＰＵ１６１は、ＲＡＭ１６３にプログラムやデータを一時的に書き込み、これらのプログラムやデータを適宜参照する。

フラッシュメモリ１６４は、各種の情報を記憶する不揮発性メモリである。なお、制御部１６０は、フラッシュメモリ１６４に代えて、ハードディスクなどを備えていてもよい。

ＲＴＣ１６５は、計時用のデバイスである。ＲＴＣ１６５は、例えば、電池を内蔵し、制御部１６０の電源がオフの間も計時を継続する。ＲＴＣ１６５は、例えば、水晶発振子を備える発振回路を備える。

タッチスクリーン１６６は、ユーザによりなされたタッチ操作を検知し、検知の結果を示す信号をＣＰＵ１６１に供給する。また、タッチスクリーン１６６は、ＣＰＵ１６１などから供給された画像信号に基づく画像を表示する。このように、タッチスクリーン１６６は、ユーザインターフェースとして機能する。

入出力ポート１６７は、デジタルデータ（Ｈレベル又はＬレベルのデータ）を入力し、また、デジタルデータを出力する。入出力ポート１６７は、例えば、１個の入力端子と８個の出力端子とを備える。入出力ポート１６７は、ＣＰＵ１６１による制御に従って、８個の出力端子のそれぞれから任意のレベルのデジタルデータを出力する。つまり、入出力ポート１６７は、８ビットのデジタルデータを出力する。また、入出力ポート１６７は、入力端子が受け付けた１ビットのデジタルデータを、ＣＰＵ１６１に供給する。つまり、ＣＰＵ１６１は、入出力ポート１６７を介して、要求コマンドを送信したり、応答コマンドを受信したりする。

電流計インターフェース１６８は、後述する電流計１８０と通信するためのインターフェースである。電流計インターフェース１６８は、ＣＰＵ１６１による制御に従って、アドホック通信やネットワーク通信により、電流計１８０と通信する。例えば、電流計インターフェース１６８は、電流計１８０から供給された電流値を、ＣＰＵ１６１に供給する。電流計インターフェース１６８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４などのシリアル通信用のインターフェースであってもよいし、ＮＩＣなどのＬＡＮインターフェースであってもよい。

交流負荷１７０は、交流電力により動作する負荷である。交流負荷１７０は、例えば、空調ユニットである。

伝送装置２００は、伝送装置１００から要求コマンドを受信する。また、伝送装置２００は、要求コマンドに対する応答コマンドを、伝送装置１００に送信する。このように、伝送装置２００は、クライアント装置として機能する。伝送装置２００は、例えば、エアコンの室内機である。

伝送装置２００は、フォトカプラ２２０と、抵抗２２３と、接地端子２２４と、フォトカプラ２３０と、抵抗２３３と、接地端子２３４と、電源端子２３５と、ダイオード２４０と、抵抗２４１と、可変電流回路２５０と、Ｄ／Ａ変換器２５１と、制御部２６０と、交流負荷２７０とを備える。

フォトカプラ２２０は、２つの回路を、相互に電気的に絶縁するための素子である。フォトカプラ２２０は、発光ダイオード２２１とフォトトランジスタ２２２とを備える。フォトカプラ２２０は、発光ダイオード２２１のアノードからカソードに向かう一次側電流が流れると、フォトトランジスタ２２２のコレクタからエミッタに向かう二次側電流が流れる。

発光ダイオード２２１は、アノードとカソードとの間に印加された一次側電圧が電圧閾値以上になると、一次側電流を流すとともに、一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する。発光ダイオード２２１のアノードは、抵抗２２３の一端に接続される。発光ダイオード２２１のカソードは、接地端子２２４に接続される。

フォトトランジスタ２２２は、コレクタとエミッタとの間に印加された二次側電圧と発光ダイオード２２１が発する光の強さとに応じた二次側電流を、コレクタからエミッタに向けて流す。フォトトランジスタ２２２のコレクタは、抵抗２４１の一端に接続される。フォトトランジスタ２２２のエミッタは、発光ダイオード２３１のアノードに接続される。

抵抗２２３は、発光ダイオード２２１に流れる電流を制限する抵抗である。抵抗２２３の他端は、可変電流回路２５０の出力端子に接続される。

接地端子２２４は、接地される端子であり、発光ダイオード２２１のカソードに、接地電位を印加するための端子である。

ここで、例えば、伝送装置１００により伝送経路が開放されている場合、可変電流回路２５０の出力端子から電流が出力されるのとき、発光ダイオード２２１に一次側電流が流れ、フォトトランジスタ２２２に二次側電流が流れる。一方、例えば、伝送装置１００により伝送経路が開放されている場合でも、可変電流回路２５０の出力端子から電流が出力されないとき、発光ダイオード２２１に一次側電流が流れず、フォトトランジスタ２２２に二次側電流が流れない。

フォトカプラ２３０は、基本的に、フォトカプラ２２０と同様の構成である。フォトカプラ２３０は、発光ダイオード２３１とフォトトランジスタ２３２とを備える。フォトカプラ２３０は、発光ダイオード２３１のアノードからカソードに向かう一次側電流が流れると、フォトトランジスタ２３２のコレクタからエミッタに向かう二次側電流が流れる。発光ダイオード２３１のカソードは、交流負荷２７０の一端と、接地線３０３の他端と、に接続される。フォトトランジスタ２３２のエミッタは、抵抗２３３の一端と、制御部２６０が備える入出力ポートの入力端子とに接続される。フォトトランジスタ２３２のコレクタは、電源端子２３５に接続される。

抵抗２３３は、フォトトランジスタ２３２のエミッタを、接地電位にプルダウンするための抵抗である。抵抗２３３の他端は、接地端子２３４に接続される。

接地端子２３４は、接地される端子であり、抵抗２３３の他端に、接地電位を印加するための端子である。

電源端子２３５は、電源に接続される端子であり、フォトトランジスタ２３２のコレクタに、電源電位を印加するための端子である。

なお、発光ダイオード２３１に一次側電流（伝送電流）が流れる場合、フォトトランジスタ２３２に二次側電流が流れ、制御部２６０が備える入出力ポートの入力端子に印加される電位は、Ｈレベルとなる。一方、発光ダイオード２３１に一次側電流（伝送電流）が流れない場合、フォトトランジスタ２３２に二次側電流が流れず、制御部２６０が備える入出力ポートの入力端子に印加される電位は、Ｌレベルとなる。

ダイオード２４０は、アノードからカソードに向かう方向にのみ電流を流す整流素子である。ダイオード２４０のアノードは、伝送線３０２の他端に接続される。ダイオード２４０のカソードは、抵抗２４１の他端に接続される。

抵抗２４１は、伝送経路の途中に設けられる抵抗であり、伝送経路を流れる伝送電流を制限する抵抗である。なお、伝送線３０２や接地線３０３に伝送電流が流れると、伝送電流と抵抗２４１の抵抗値とに応じた電圧が抵抗２４１の両端に発生する。従って、抵抗２４１の抵抗値は、フォトカプラ１２０やフォトカプラ２２０の二次側電圧に影響を与える。

可変電流回路２５０は、入力電圧の電圧値（Ｖｉｎ）に比例する電流値（Ｉｏｕｔ）の出力電流を生成し、出力する回路である。可変電流回路２５０は、基本的に、図２に示す可変電流回路１５０と同様の構成である。

Ｄ／Ａ変換器２５１は、入力端子（Ｄｉｎにより示される端子）に入力されたデジタルデータをアナログデータ（電圧）に変換し、出力端子（Ａｏｕｔにより示される端子）から出力する。Ｄ／Ａ変換器２５１は、基本的に、Ｄ／Ａ変換器１５１と同様の構成である。Ｄ／Ａ変換器１５１の入力端子（Ｄｉｎ）は、制御部２６０が備える入出力ポートの出力端子に接続される。

制御部２６０は、可変電流回路２５０が出力する出力電流の電流値であるＩｏｕｔを制御して、応答コマンド（伝送データ）を送信する。また、制御部２６０は、フォトトランジスタ２３２のエミッタのレベル（電位）に基づいて、要求コマンド（伝送データ）を受信（解釈）する。なお、制御部２６０の構成は、基本的に、制御部１６０の構成と同様である。

交流負荷２７０は、交流電力により動作する負荷である。交流負荷２７０の他端は、電源線３０１の他端に接続される。交流負荷２７０は、例えば、空調ユニットである。

伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれは、基本的に、伝送装置２００と同様の構成である。

電源線３０１は、交流電源４００が出力する交流電力を供給するための電源線である。

伝送線３０２は、伝送装置１００から伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とに向けて伝送電流を流すための伝送線である。

接地線３０３は、交流電源４００が出力する交流電力の基準電位（接地電位）が印加される接地線である。また、接地線３０３は、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とから伝送装置１００に向けて伝送電流を流すための伝送線である。

交流電源４００は、交流電力を供給するための交流電源である。交流電源４００は、例えば、電力会社などから供給される１００Ｖもしくは２００Ｖの商用電源である。

なお、伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれは、電源線３０１と伝送線３０２と接地線３０３とのそれぞれにより、伝送装置１００からみて、伝送装置２００と並列に接続される。

つまり、電源線３０１の一端は、伝送装置１００に接続され、電源線３０１の他端は、３つに分岐して伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに接続される。また、伝送線３０２の一端は、伝送装置１００に接続され、伝送線３０２の他端は、３つに分岐して伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに接続される。そして、接地線３０３の一端は、伝送装置１００に接続され、接地線３０３の他端は、３つに分岐して伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに接続される。

ここで、伝送装置１００が要求コマンドを送信する場合、この要求コマンドを表す伝送電流は、伝送装置１００→伝送線３０２→伝送装置２００、伝送装置２０１、及び、伝送装置２０２→接地線３０３→伝送装置１００という経路をたどって流れる。一方、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのうちの特定の伝送装置が応答コマンドを送信する場合、この応答コマンドを表す伝送電流は、伝送装置１００→伝送線３０２→特定の伝送装置→接地線３０３→伝送装置１００という経路をたどって流れる。

このように、送信先の伝送装置が複数個ある場合、送信元の伝送装置から流れた伝送電流は、複数個の送信先の伝送装置のそれぞれに分岐して供給される。従って、送信元の伝送装置は、送信先の伝送装置の個数に応じて、伝送電流の電流値を適切な電流値に変えることが好適である。つまり、送信元の伝送装置は、伝送電流を流すために伝送経路内に配設されたフォトカプラが備える発光ダイオードに、送信先の伝送装置の個数に応じた適切な電流値の一次側電流を流すことが好適である。典型的には、送信元の伝送装置は、送信先の伝送装置の個数が多いほど、フォトカプラの一次側電流の電流値を大きくすることが好適である。

また、フォトカプラの一次側電流の電流値が不変であるものとすると、フォトカプラの劣化により電流伝達率が低下した場合、伝送電流を構成する、フォトカプラの二次側電流の電流値が小さくなる。従って、送信元の伝送装置は、フォトカプラの電流伝達率が低下するほど、フォトカプラの一次側電流の電流値を大きくすることが好適である。なお、フォトカプラの使用期間が長くなるほど、フォトカプラの電流伝達率が低下すると推定される。従って、送信元の伝送装置は、例えば、フォトカプラの使用期間が長くなるほど、フォトカプラの一次側電流の電流値を大きくすることが好適である。

以上説明したように、送信元の伝送装置は、送信先の伝送装置の個数が多いほど、また、フォトカプラの使用期間が長くなるほど、フォトカプラの一次側電流の電流値を大きくすることが好適である。以下、一次側電流の電流値を適切に設定する手法について、基本的に、送信元の伝送装置が伝送装置１００である場合を例にして説明する。

図４は、倍率定義テーブルを示す図である。倍率定義テーブルは、送信元の伝送装置が伝送データを送信する際に、フォトカプラに流す一次側電流の電流値の、基準電流値に対する倍率（以下、適宜、単に「倍率」という。）を定義するテーブルである。なお、基準電流値は、例えば、新品のフォトカプラ（電流伝達率が低下していないフォトカプラ）を使用して、１個の被伝送装置に伝送データを送信する場合に、フォトカプラに流すべき一次側電流の電流値である。本実施形態では、倍率定義テーブルは、フォトカプラの使用期間（以下、適宜、単に「使用期間」という。）と、送信先の伝送装置の個数（以下、適宜「被伝送装置数」という。）と、倍率との関係を定義するテーブルである。

本実施形態では、処理の容易化のため、使用期間は、送信元の伝送装置の使用期間であるものとする。例えば、送信元の伝送装置が伝送装置１００である場合、ＣＰＵ１６１は、伝送装置１００が最初に使用されたときに、ＲＴＣ１６５から供給される時刻情報を取得し、使用開始時刻を示す情報としてフラッシュメモリ１６４に記憶する。以後、ＣＰＵ１６１は、ＲＴＣ１６５から供給される時刻情報により示される現在時刻と、フラッシュメモリ１６４に記憶されている情報により示される使用開始時刻との差分を求めることにより、伝送装置１００の使用期間を算出することができる。

図４は、使用期間が３年未満の場合、倍率は被伝送装置数と同じであり、使用期間が３年以上５年未満の場合、倍率は被伝送装置数の２倍であり、使用期間が５年以上の場合、倍率は被伝送装置数の３倍であるべきことを示している。ＣＰＵ１６１は、倍率定義テーブルを用いることにより、使用期間と被伝送装置数とから簡単に倍率を求めることができる。なお、倍率定義テーブルや被伝送装置数は、例えば、フラッシュメモリ１６４に記憶されているものとする。

なお、ＣＰＵ１６１は、伝送データにより示されるレベルに対応するように、入出力ポート１６７が備える出力端子のレベルを制御する。ここで、伝送データにより示されるレベルは、２進数の０（Ｌレベル）と２進数の１（Ｈレベル）とのうちのいずれかである。また、ＣＰＵ１６１は、伝送データがＬレベルを示しているときに、伝送線３０２に伝送電流を流さず、伝送データがＨレベルを示しているときに、伝送線３０２に伝送電流を流すものとする。

例えば、ＣＰＵ１６１は、伝送データがＬレベルを示すとき、入出力ポート１６７が備える８個の出力端子のレベルを全てＬレベルにする。この場合、Ｄ／Ａ変換器１５１の８個の入力端子のレベルが全てＬレベルとなり、Ｄ／Ａ変換器１５１の出力端子から０Ｖの電圧が出力される。一方、可変電流回路１５０の入力端子には０Ｖの電圧が印加され、可変電流回路１５０の出力端子から０Ａの電流が流れる（電流が流れない）。この場合、フォトカプラ１２０には、一次側電流が流れず、二次側電流も流れない。つまり、伝送線３０２には、伝送電流が流れない。

一方、ＣＰＵ１６１は、伝送データがＨレベルを示すとき、入出力ポート１６７が備える８個の出力端子のそれぞれのレベルを、倍率定義テーブルを用いて求められた倍率に応じたレベルにする。例えば、一次側電流として基準電流値の電流を流すときに、入出力ポート１６７が備える８個の出力端子のレベルが、それぞれ、Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ（２進数における「００００１０００」）とされるものとする。この場合、例えば、求められた倍率が３である場合、つまり、一次側電流として基準電流値の３倍の電流を流すときに、入出力ポート１６７が備える８個の出力端子のレベルが、それぞれ、Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ（２進数における「０００１１０００」）とされる。

そして、Ｄ／Ａ変換器１５１は、８個の入力端子のレベルに応じた８ビットの数値に対応する電圧値の出力電圧を、出力端子から出力する。Ｄ／Ａ変換器１５１の出力端子から出力される出力電圧の電圧値は、上述した倍率に比例する。また、可変電流回路１５０の入力端子には、この倍率に比例した電圧値の入力電圧が印加され、可変電流回路１５０の出力端子からは、この倍率に比例した電流値の出力電流が流れる。

この場合、フォトカプラ１２０には、この倍率に比例した電流値の一次側電流が流れ、この倍率に比例した電流値の二次側電流が流れる。つまり、伝送線３０２には、この倍率に比例した電流値の伝送電流が流れることになる。このように、ＣＰＵ１６１は、倍率定義テーブルを用いて求めた倍率に比例する電流値の伝送電流が伝送線３０２に流れるように制御する。このような手法によれば、伝送線３０２上の被伝送装置が監視する部分に流れる電流の電流値が、予め定められた電流値範囲内に収まることが期待できる。

以上、基本的に、伝送装置１００が、要求コマンドの送信時に、使用期間と被伝送装置数とに基づいて、倍率を求める例について説明した。同様に、伝送装置２００が、応答コマンドの送信時に、使用期間と被伝送装置数とに基づいて、倍率を求めることができる。ただし、この場合、被伝送装置数は、基本的に、１である。従って、伝送装置２００は、使用期間に基づいて、倍率を求めることになる。

以上説明したように、本実施形態では、送信用フォトカプラに二次側電流を流す場合、伝送経路上における、被伝送装置が監視する部分に流れる電流の電流値が予め定められた電流値範囲内に収まるように、送信用フォトカプラに流す一次側電流の電流値が決定される。このように、本実施形態では、送信用フォトカプラに流す一次側電流の電流値が適切に調整される。従って、本実施形態によれば、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることができる。

また、本実施形態では、被伝送装置の個数に基づいて、一次側電流の電流値が決定される。従って、本実施形態によれば、被伝送装置数に応じて、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることができる。

また、本実施形態では、電流伝達率の低下率に基づいて、一次側電流の電流値が決定される。従って、本実施形態によれば、電流伝達率の低下率に応じて、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることができる。

また、本実施形態では、送信用フォトカプラの使用期間に基づいて、電流伝達率の低下率が算出される。従って、本実施形態によれば、簡単な構成により、フォトカプラの電流伝達率の低下率に応じて、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることができる。

なお、送信用フォトカプラの劣化の程度や、被伝送装置数にかかわらず、十分に大きい電流値の一次側電流を流す対策も考えられる。しかしながら、この対策では、送信用フォトカプラを劣化させ、電流伝達率を低下させてしまう可能性が高い。そこで、本実施形態では、送信用フォトカプラの劣化の程度や、被伝送装置数に応じて、適切に、一次側電流の電流値を調整する手法を採用している。

また、本実施形態では、伝送装置と被伝送装置とのうちの一方の装置が通信用電源を備え、伝送装置と被伝送装置とが、伝送線と電源線と接地線とのそれぞれにより接続され、伝送電流が、伝送線を介して一方の装置から他方の装置に流れ、接地線を介して他方の装置から一方の装置に流れる。従って、本実施形態によれば、伝送装置と被伝送装置との間のシリアル通信を、簡単な構成により実現できる。

（実施形態２）
実施形態１では、送信用フォトカプラの使用期間に基づいて、電流伝達率の低下率が算出（推定）される例について説明した。本発明において、電流伝達率の低下率を算出する手法は、この例に限定されない。以下、二次側電流（伝送線に流れる伝送電流）の電流値の実測値に基づいて、電流伝達率の低下率を算出する例について説明する。

図５に、実施形態２に係る伝送システム１００１の構成を示す。伝送システム１００１は、伝送装置１００に代えて伝送装置１０１を備える点を除き、伝送システム１０００と同様である。また、伝送装置１０１は、電流計１８０を備える点を除き、伝送装置１００と同様の構成である。以下、伝送システム１００１が伝送システム１０００と異なる部分について説明する。

電流計１８０は、伝送線３０２に流れる伝送電流の電流値を検出する。具体的には、電流計１８０は、伝送線３０２に流れる伝送電流による電磁誘導により発生した起電力を利用して、伝送電流の電流値を示す電圧信号を生成する。電流計１８０は、生成された電圧信号を、制御部１６０に供給する。電流計１８０は、例えば、カレントトランスを備える。

一方、制御部１６０は、電流計１８０から供給された電圧信号に基づいて、フォトカプラの電流伝達率の低下率を算出する。具体的には、まず、ＣＰＵ１６１は、電流計インターフェース１６８を介して、電流計１８０から供給された電圧信号を取得する。そして、ＣＰＵ１６１は、取得した電圧信号に基づいて、伝送電流の電流値を算出する。そして、ＣＰＵ１６１は、新品のフォトカプラ（電流伝達率の低下率が０％であるフォトカプラ）を使用したときに流れるべき伝送電流の電流値に対する、算出された伝送電流の電流値を、電流伝達率の低下率として算出する。

そして、ＣＰＵ１６１は、算出された電流伝達率の低下率と、被伝送装置数とに基づいて、倍率を決定する。ＣＰＵ１６１は、例えば、図６に示すような、倍率定義テーブルを用いて、倍率を決定する。

図６は、実施形態２で使用する倍率定義テーブルを示す図である。この倍率定義テーブルは、送信元の伝送装置が伝送データを送信する際の倍率を定義するテーブルである。本実施形態では、倍率定義テーブルは、電流伝達率の低下率と、被伝送装置数と、倍率との関係を定義するテーブルである。

図６は、電流伝達率の低下率が２０％未満の場合、倍率は被伝送装置数と同じであり、電流伝達率の低下率が２０％以上４０％未満の場合、倍率は被伝送装置数よりも１倍分多く、電流伝達率の低下率が４０％以上６０％未満の場合、倍率は被伝送装置数の２倍であり、電流伝達率の低下率が６０％以上８０％未満の場合、倍率は被伝送装置数の３倍であるべきことを示している。なお、電流伝達率の低下率が８０％以上の場合について明示していないのは、フォトカプラの劣化が激し過ぎる場合、フォトカプラを交換すべきだからである。

このような場合、ＣＰＵ１６１は、フォトカプラの電流伝達率が低下し過ぎているため、フォトカプラを交換すべきである旨をユーザに警告することが好適である。例えば、ＣＰＵ１６１は、警告画面を示す画像信号を生成し、タッチスクリーン１６６に供給する。一方、タッチスクリーン１６６は、供給された画像信号に基づいて、警告画面を表示する。このように、ＣＰＵ１６１は、倍率定義テーブルを用いることにより、電流伝達率の低下率と被伝送装置数とから簡単に適切な倍率を求めることができる。なお、倍率定義テーブルや被伝送装置数は、例えば、フラッシュメモリ１６４に記憶されているものとする。

本実施形態では、二次側電流（伝送線に流れる伝送電流）の電流値の実測値に基づいて、電流伝達率の低下率が算出される。従って、本実施形態によれば、正確な電流伝達率の低下率に応じて、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることができる。

（実施形態３）
実施形態１では、可変電流回路を用いて、送信用フォトカプラに流す一次側電流の電流値を調整する例について説明した。本発明において、送信用フォトカプラに流す一次側電流の電流値を調整する手法は、この例に限定されない。以下、可変電圧レギュレータを用いて、送信用フォトカプラに流す一次側電流の電流値を調整する手法について説明する。

図７に、実施形態３に係る伝送システム１００２の構成を示す。伝送システム１００２は、伝送装置１００に代えて伝送装置１０２を備える点を除き、伝送システム１０００と同様である。また、伝送装置１０２は、可変電流回路１５０に代えて可変電圧レギュレータ１５３を備える点を除き、伝送装置１００と同様の構成である。以下、伝送システム１００２が伝送システム１０００と異なる部分について説明する。

可変電圧レギュレータ１５３は、入力電圧の電圧値（Ｖｉｎ）に比例した電圧値（Ｖｏｕｔ）の出力電圧を生成し、出力する回路である。可変電圧レギュレータ１５３の入力端子（出力電圧調整端子）には、可変電圧レギュレータ１５３の外部から、電圧値がＶｉｎである入力電圧が印加される。可変電圧レギュレータ１５３の入力端子は、Ｄ／Ａ変換器１５１の出力端子に接続される。可変電圧レギュレータ１５３の出力端子からは、入力電圧の電圧値（Ｖｉｎ）に比例した電圧値（Ｖｏｕｔ）の出力電圧が出力される。可変電圧レギュレータ１５３の出力端子は、抵抗１２３の他端に接続される。

Ｄ／Ａ変換器１５１は、入力端子に入力されたデジタルデータをアナログデータ（電圧）に変換し、出力端子から出力する。Ｄ／Ａ変換器１５１の入力端子は、制御部１６０が備える入出力ポート１６７の出力端子に接続される。

制御部１６０は、可変電圧レギュレータ１５３が出力する出力電圧の電圧値（Ｖｏｕｔ）を制御して、要求コマンド（伝送データ）を送信する。また、制御部１６０は、フォトトランジスタ１３２のエミッタのレベル（電位）に基づいて、応答コマンド（伝送データ）を受信（解釈）する。なお、制御部１６０は、実施形態１と同様に、入出力ポート１６７が備える８個の出力ポートのそれぞれを、求めた倍率に従ったレベルにすることにより、可変電圧レギュレータ１５３が出力する出力電圧の電圧値（Ｖｏｕｔ）を制御することができる。

なお、フォトカプラ１２０には、可変電圧レギュレータ１５３が出力する出力電圧の電圧値（Ｖｏｕｔ）を、抵抗１２３の抵抗値で除算することにより求められる電流値の一次側電流が流れる。

以上説明したように、本実施形態では、抵抗を介して送信用フォトカプラの発光ダイオードに印加される、可変電圧レギュレータの出力電圧が調整されて、一次側電流の電流値が適切に、調整される。従って、本実施形態によれば、適切なデータ伝送を維持しつつ、シリアル通信に用いるフォトカプラの長寿命化を図ることができる。

（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。

本発明において、上記実施形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上記実施形態において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。

上記実施形態では、クライアント装置が３個である例について説明した。本発明において、クライアント装置の個数がこの例に限定されない。例えば、クライアント装置の個数は、１個であってもよいし、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。

上記実施形態では、倍率定義テーブルを用いて、倍率を決定する例について説明した。本発明において、倍率を決定する手法は、この例に限定されない。例えば、使用期間と被伝送装置数とを変数とする、種々の関数を用いて、倍率を決定してもよい。このような関数は、例えば、使用期間が長いほど、又、被伝送装置数が多いほど、高い倍率が求められる関数である。また、このような関数を示す情報は、フラッシュメモリ１６４などに記憶することができる。かかる手法によれば、より適切な倍率を決定することが期待できる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明は、シリアル通信によりデータを伝送する伝送装置に適用可能である。

１００，１０１，１０２，２００，２０１，２０２ 伝送装置、１１０ 通信用電源、１１１，１４０，２４０ ダイオード、１１２，１２３，１３３，２２３，２３３，２４１，５１１，５１２，５１３ 抵抗、１１３ 電解コンデンサ、１１４ 定電圧ダイオード、１１５，１２４，１３４，２２４，２３４ 接地端子、１２０，１３０，２２０，２３０ フォトカプラ、１２１，１３１，２２１，２３１ 発光ダイオード、１２２，１３２，２２２，２３２ フォトトランジスタ、１３５，２３５ 電源端子、１５０，２５０ 可変電流回路、１５１，２５１ Ｄ／Ａ変換器、１５３ 可変電圧レギュレータ、１６０，２６０ 制御部、１６１ ＣＰＵ、１６２ ＲＯＭ、１６３ ＲＡＭ、１６４ フラッシュメモリ、１６５ ＲＴＣ、１６６ タッチスクリーン、１６７ 入出力ポート、１６８ 電流計インターフェース、１７０，２７０ 交流負荷、１８０ 電流計、３０１，５０４ 電源線、３０２ 伝送線、３０３ 接地線、４００ 交流電源、５０１ 入力端子、５０２ 出力端子、５２１，５２２ トランジスタ、５３１，５３２ オペアンプ、１０００，１００１，１００２ 伝送システム

Claims (8)

1. アノードからカソードに流れる一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発する光の強さに応じた電流値の二次側電流がエミッタとコレクタとの間に流れ、前記二次側電流が伝送データをシリアル通信で伝送するための伝送電流になるように前記伝送電流が流れる伝送経路上に組み込まれたフォトトランジスタと、を備える送信用フォトカプラと、
   前記二次側電流を流す場合、前記伝送経路上における、被伝送装置が監視する部分に流れる電流の電流値が予め定められた電流値範囲内に収まるように、前記一次側電流の電流値を決定する電流値決定手段と、
   前記伝送データに応じて、前記電流値決定手段により決定された電流値の一次側電流を、前記送信用フォトカプラが備える発光ダイオードに供給する電流供給手段と、を備え、
   前記電流値決定手段は、前記伝送電流が分岐して流れるように前記伝送経路上に互いに並列に組み込まれた前記被伝送装置の個数に、前記被伝送装置が１個であるときに前記発光ダイオードに流す電流の電流値を乗じた電流値を、前記一次側電流の電流値として決定する、
   伝送装置。
2. 前記送信用フォトカプラの劣化による電流伝達率の低下率を算出する低下率算出手段をさらに備え、
   前記電流値決定手段は、前記送信用フォトカプラが新品であり前記被伝送装置が１個であるときに前記発光ダイオードに流す電流の電流値である基準電流値に、前記低下率算出手段により算出された電流伝達率の低下率に応じた倍率と、前記被伝送装置の個数と、を乗じた電流値を、前記一次側電流の電流値として決定する、
   請求項１に記載の伝送装置。
3. 前記低下率算出手段は、前記送信用フォトカプラの使用期間に基づいて、前記電流伝達率の低下率を算出する、
   請求項２に記載の伝送装置。
4. 前記低下率算出手段は、前記伝送電流の電流値の実測値に基づいて、前記電流伝達率の低下率を算出する、
   請求項２に記載の伝送装置。
5. 前記伝送電流が流れるように前記伝送経路上に組み込まれ、前記予め定められた電流値範囲内の電流値の電流がアノードからカソードに流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える受信用フォトカプラと、
   前記受信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに流れる電流の有無を判別して、前記被伝送装置から送信された伝送データを取得する伝送データ取得手段と、をさらに備え、
   前記伝送装置と前記被伝送装置とのうちの一方の装置は、電源線と接地線とを介して交流電源から供給された交流電力に基づいて、前記送信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに、前記二次側電流を供給する通信用電源を備え、
   前記伝送装置と前記被伝送装置とは、前記伝送電流が流れる伝送線と前記電源線と前記接地線とのそれぞれにより接続され、
   前記伝送線と前記接地線とのそれぞれは、前記伝送経路の一部を構成し、
   前記伝送電流は、前記伝送線を介して前記一方の装置から他方の装置に流れ、前記接地線を介して前記他方の装置から前記一方の装置に流れる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の伝送装置。
6. 伝送装置と被伝送装置とを備える伝送システムであって、
   前記伝送装置は、
   アノードからカソードに流れる一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発する光の強さに応じた電流値の二次側電流がエミッタとコレクタとの間に流れ、前記二次側電流が伝送データをシリアル通信で伝送するための伝送電流になるように前記伝送電流が流れる伝送経路上に組み込まれたフォトトランジスタと、を備える送信用フォトカプラと、
   前記二次側電流を流す場合、前記伝送経路上における、前記被伝送装置が監視する部分に流れる電流の電流値が予め定められた電流値範囲内に収まるように、前記一次側電流の電流値を決定する電流値決定手段と、
   前記伝送データに応じて、前記電流値決定手段により決定された電流値の一次側電流を、前記送信用フォトカプラが備える発光ダイオードに供給する電流供給手段と、を備え、
   前記被伝送装置は、
   前記伝送電流が流れるように前記伝送経路上に組み込まれ、前記予め定められた電流値範囲内の電流値の電流がアノードからカソードに流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える受信用フォトカプラと、
   前記受信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに流れる電流の有無を判別して、前記伝送データを取得する伝送データ取得手段と、を備え、
   前記電流値決定手段は、前記伝送電流が分岐して流れるように前記伝送経路上に互いに並列に組み込まれた前記被伝送装置の個数に、前記被伝送装置が１個であるときに前記送信用フォトカプラが備える前記発光ダイオードに流す電流の電流値を乗じた電流値を、前記一次側電流の電流値として決定する、
   伝送システム。
7. 前記伝送装置は、
   前記伝送電流が流れるように前記伝送経路上に組み込まれ、電流が流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える受信用フォトカプラと、
   前記伝送装置が備える受信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに流れる電流の有無を判別して、前記被伝送装置から送信された伝送データを取得する伝送データ取得手段と、をさらに備え、
   前記被伝送装置は、
   電流が流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れ、流れる電流が前記伝送電流となるように前記伝送経路上に組み込まれたフォトトランジスタと、を備える送信用フォトカプラと、
   前記伝送装置に送信する伝送データに応じて、前記被伝送装置が備える送信用フォトカプラが備える発光ダイオードに、電流を供給する電流供給手段と、をさらに備え、
   前記伝送装置と前記被伝送装置とのうちの一方の装置は、電源線と接地線とを介して交流電源から供給された交流電力に基づいて、前記伝送装置が備える送信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに、前記二次側電流を供給する通信用電源を備え、
   前記伝送装置と前記被伝送装置とは、前記伝送電流が流れる伝送線と前記電源線と前記接地線とのそれぞれにより接続され、
   前記伝送線と前記接地線とのそれぞれは、前記伝送経路の一部を構成し、
   前記伝送電流は、前記伝送線を介して前記一方の装置から他方の装置に流れ、前記接地線を介して前記他方の装置から前記一方の装置に流れる、
   請求項６に記載の伝送システム。
8. アノードからカソードに流れる一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発する光の強さに応じた電流値の二次側電流がエミッタとコレクタとの間に流れ、前記二次側電流が伝送データをシリアル通信で伝送するための伝送電流になるように前記伝送電流が流れる伝送経路上に組み込まれたフォトトランジスタと、を備える送信用フォトカプラを備える伝送装置を用いた伝送方法であって、
   前記二次側電流を流す場合、前記伝送経路上における、被伝送装置が監視する部分に流れる電流の電流値が予め定められた電流値範囲内に収まるように、前記一次側電流の電流値を決定する電流値決定ステップと、
   前記伝送データに応じて、前記電流値決定ステップで決定された電流値の一次側電流を、前記送信用フォトカプラが備える発光ダイオードに供給する電流供給ステップと、を備え、
   前記電流値決定ステップでは、前記伝送電流が分岐して流れるように前記伝送経路上に互いに並列に組み込まれた前記被伝送装置の個数に、前記被伝送装置が１個であるときに前記発光ダイオードに流す電流の電流値を乗じた電流値を、前記一次側電流の電流値として決定する、
   伝送方法。

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